摘要
随着低碳建筑材料的快速发展，地质聚合物砂浆因其环保、高强度以及优异的耐久性等优点，已成为传统水泥基材料的高质量替代品。然而，其固有的脆性以及易开裂的特性严重限制了其在工程中的广泛应用。为改善地质聚合物砂浆的脆性，本研究开发了一种由偏高岭土、矿渣和粉煤灰组成的三元粘结体系。系统研究了质量分数为0%、0.25%、0.50%、0.75%、1.00%和1.25%的玄武岩纤维对地质聚合物砂浆的流动性、抗弯强度、抗压强度以及变形性能的影响。通过二维数字图像相关技术实时监测了材料在受弯和受压过程中的位移场与应变场变化。此外，还利用X射线衍射、扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱等技术进一步分析了纤维增强机制。研究结果表明，玄武岩纤维会降低砂浆的流动性，且纤维含量越高，这种降低效应越明显。抗弯强度在纤维含量增加初期上升，随后下降；当纤维含量为0.50%时，28天后的抗弯强度可达12.6 MPa，比不含纤维的对照组高出8.2%。抗压强度在纤维含量为0.25%时仅有轻微提升，而当纤维含量超过0.50%后则开始下降。二维数字图像相关技术分析显示，适量的纤维含量（0.50–0.75%）能够显著增加材料的极限位移，延缓裂纹扩展，并提升开裂后的变形能力。微观结构观察表明，适宜的纤维含量有助于促进纤维与基体的良好界面结合，从而实现纤维桥接并提高抗裂性。相反，过量的纤维添加会导致团聚现象产生微孔和微裂纹，进而降低材料的力学性能。总体而言，推荐的玄武岩纤维添加量为0.25–0.50%。这些研究结果为优化高性能、低碳地质聚合物砂浆在工程中的应用提供了理论与实验依据。
